[Chemie] Unterschied zwischen Kathoden/Kanalstrahlrohr?
Guten Morgen,
ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um zu verstehen, was der Unterschied zwischen dem Kathodenstrahlrohr und dem Kanalstrahlrohr ist und wozu diese beiden Dinge überhaupt genutzt werden.
Ich glaube durch das Kathoddnstrahlrohr hat ja J.J. Thomson 1897 das Elektron entdeckt, indem er den Elektronenstrahl ja durch positive und negative Platten abgelenkt hat bzw. mit einem Magneten den Elektronenstrahl abgelenkt hat.
Doch was ist überhaupt der genaue Unterschied zwischen dem Kathoddnstrahlrohr und dem Kanalstrahlrohr? Wozu wurde/wird beides genutzt. Was genau passiert da? Und wieso ist auf Bild 3 von „Restgas Wasserstoff“, „Restgas Helium“ und „Restgas Argon“ die Rede? Darunter kann ich mir leider bis jetzt noch nichts vorstellen.
Ich freue mich über genaue Erklärungen mit Bildern zur Veranschaulichung sehr.
Anbei befinden sich die Bilder meines Aufschriebs.
1 Antwort
auf den Bildern ist alles richtig und Kathodenstrahlrohr und Kanalstrahlrohr sind prinzipiell das gleiche. Von einer negativ geladenen Platte lösen sich Elektronen und werden durch die hohe Spannung zum Pluspol beschleunigt.
Im Kathodenstrahlrohr lösen sich aus der gesamten Platte Elektronen und es kommt also kein Elektronenstahl, sondern ein ganzer Elektronen-"Klumpen" hinten an. Und eine Ablenkung durch Magnete macht hier auch keinen Sinn (ist aber möglich).
Erst im Kanalrohr entsteht durch den zusätzlich eingebauten Kanal (das Loch in der Platte in der Mitte der Röhre) ein feiner, dünner Elektronenstrahl, den man sinnvoll ablenken kann, zum beispiel im Oszillografen oder alten Fernsehern mit "Röhre"
Also: Ein Kanalstrahlrohr ist ein Kathodenstrahlrohr mit eingebauten zusätzlichen Kanal. Aus dem chaotischen Elektronenklumpen wird ein nutzbarer Elektronenstrahl.
m.f.G.
anwesende
OK, dieser Rest ist easy, das schaffst du jetzt locker:
Thomson hat natürlich ein Kathodenstrahlrohl verwendet, denn wie könnte man ein Kathodenstrahlrohl zum Kanalstrahlrohr weiterentwickeln, wenn es das Kathodenstrahlrohl noch gar nicht gibt.
Auch beim Kathodenstrahlrohl kann ich an der sensitiven Schicht hinter der Elektrode den dicken Batzen Elektronen als großen unscharfen Fleck sichtbar machen und durch Magnete ablenken.
Thomson hat dadurch bewiesen, daß das Atommodell von Dalton ungenau ist und daß Atome positive Teilchen und eben diese negativen Elektronen hat. Daraus hat er das Thomson Atommodell entwickelt und die Masse der Elektronen bestimmt.
Ferdinand Braun hat aus dem Kathodenstrahlrohl die Braunsche Röhre, sprich das Kanalstrahlrohr entwickelt, das einen sehr feinen, dünnen und durch die Magnete gut steuerbaren Elektronenstrahl erzeugt hat. Erst daraus konnte das Oszilloskop entstehen.
Aber der beste Elektronenstrahl kommt nicht weit, wenn Millionen Atome im Weg stehen. Also füllt man die Röhre erst vollständig mit kleinen Atomen (Wasserstoff oder Argon) und macht ein Vakuum. Also bleibt nur noch ein kleiner Rest Gas übrig, denn ein 100%iges Vakuum gibt es nicht.
Alles klar?
m.f.G.
anwesende
PS: Ein Fehler ist mir jetzt doch noch in deiner Zeichnung vom Kanalstrahlrohr aufgefallen auf der Seite des Kanalstrahls. Aber den findest du jetzt sicher selbst ;-) Viel Erfolg
Vielen lieben Dank für die hilfreiche Ergänzung.
„PS: Ein Fehler ist mir jetzt doch noch in deiner Zeichnung vom Kanalstrahlrohr aufgefallen auf der Seite des Kanalstrahls. Aber den findest du jetzt sicher selbst ;-)“
Kannst du mir den vielleicht sagen? Ich könnte bei meinem Lehrer nirgends Fehler ausschließen… Der Aufschrieb ist von meinem Lehrer nur abgezeichnet…
Das schaffst du jetzt selbst.
Denks doch mal nach, wie viele Strahlen durch die Kathode mit einem Loch gehen.....
Immerhin ist der Rest der Kathode eine massive Metallplatte ;-)
Nur ein blauer Strahl, nur ein Kathodenstrahl. Mein Lehrer gibt sich leider keine Mühe beim Unterrichten…
Fast: Viele Blaue Strahlen (aus der gesamten Fläche), aber nur ein einziger trifft durch das Loch und liefert einen sauberen Elektronenstrahl.
Jetzt ist mir aber noch ein Fehler aufgefallen: Das Ding heißt ja nicht umsonst Kathodenstraler und logischerweise werden die Elektronen von der negativen Kathode zur positiven Anode mit ihrem Loch hin beschleunigt. Du hast also die beiden Elektroden falsch beschriftet.
(PS: Das passiert sehr leicht; denke in der Chemie immer daran, daß die positiven Kationen zur negativen Kathode gehen.)
Wie gesagt, das hat alles mein Lehrer genau so an die Tafel gezeichnet :/. Das verwirrt mich jetzt noch mehr… Kannst du mir vielleicht jeweils ein korrektes Bild in deiner Antwort hinzufügen? :)
die Bilder gibt es überall im Netz, z.B. Wiki oder hier:
https://studyflix.de/elektrotechnik/braunsche-rohre-1593
m.f.G.
anwesende
Vielen lieben Dank! Kannst du dir meine neueste Frage ansehen? :) https://www.gutefrage.net/frage/chemie-kuenstlich-hergestellte-atomkerne
Wenn man aber zur Füllung der Kanalstrahlröhre Wasserstoff nimmt, dann treten in der Strahlung Protonen auf. Sie entstehen dadurch, dass die ausgesandten Elektronen im Gasraum mit hoher kinetischer Energie auf Wasserstoffmoleküle treffen, diese in Atome spalten und ihnen ein Elektron herausschlagen. Genau dazu habe ich auch eine Frage, die ich nicht verstehe zu beantworten:
Erklären Sie, wie in einem Kanalstrahlrohr Protonen „beobachtet“ werden können und wir dabei deren Ladungsart ermittelt werden kann.
Ich freue mich sehr auf deine Antwort dazu 🙋♂️
dann musst du eben googeln. Und weißt du was? Die 3 Worte "Kanalstrahlen, Protonen, beobachten" führen sofort zum Erfolg. Sollte dir auf dem Weg zur Selbständigkeit zu denken geben.......
Das Prinzip ist identisch zur Flammenfärbung, da werden Elektronen auf höhere Energieniveaus angehoben und es kommt zur Aussendung von sichtbarem Licht. Hierbei kommt noch dazu, daß die positiven Atome logischerweise zur negativen Elektrode beschleunigt werden.
https://uol.de/f/5/inst/physik/ag/vlex/download/aac_kanalstrahlen.pdf
m.f.G.
anwesende
Hallo anwesende, vielen lieben Dank für deine verständliche und ausführliche Antwort.
Ein paar Dinge sind mir noch unklar, vielleicht magst du mir dabei noch etwas weiterhelfen:
Hat er (J.J. Thomson) das (Entdeckung des Elektrons) nun mit dem Kathodenstrahlrohr oder dem Kanalstrahlrohr gemacht? Oder beinhaltet das Wort Kathodenstrahlrohr auch das Kanalstrahlrohr? Denn J.J. Thomson hat ja anscheinend durch das Kathodenstrahlrohr das Elektron entdeckt und du schriebst folgendes:
Und vielleicht kannst du ja noch auf diese Punkte eingehen:
Dort geht es ja auch um die Sichtbarkeit, ob diese stark, schwach oder sehr schwach ist und das verstehe ich leider noch gar nicht. Allgemein verstehe ich noch nicht, was es damit auf sich hat.
Ich freue mich über deine Rückmeldung.
Liebe Grüße
maennlich2002